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标题: 直升机悬停向右倾斜的解释 [打印本页]
作者: Edward    时间: 2008-7-8 01:40
标题: 直升机悬停向右倾斜的解释
关于直升机悬停时向右倾斜的问题，众说纷纭，有“地面效应论”，有“陀螺仪论”，还有“倾斜盘论”和“重心论”。现在就我所知，结合理论与实际，简单说明一下直升机悬停倾斜的原因。

直升机悬停倾斜是由于尾桨不但产生自旋的力矩抵抗主桨的反扭，还会产生使全机向左侧滑的力（对右旋直升机而言），为了抵抗这个力，直升机只能稍微向右倾斜。

解决倾斜的方法有三个：
1，加长尾管，使尾桨的自旋力矩的作用远大于偏航，当尾管趋于无限长，倾斜趋于零。
2，在机头加一个与尾管一样的“头管”，使机头产生与机尾相等的向右偏航力。
3，用十分软的横轴橡胶圈，使悬停时，主旋翼桨盘平面能倾斜。

真直升机之所以看不出倾斜，是因为真直升机用的是恒速桨，反扭矩比较小，所以尾桨相对地转速也不高，偏航力就不严重，这可以在一些真直升机尾桨失效的短片中看到，实际上真直升机尾桨失效时的自旋比起模型直升机尾桨失效时的自旋要慢得多。

而最主要的原因是真直升机的挥舞铰挠度比模型直升机小得多（不知道什么是挥舞铰可以跟贴，如有必要再另行说明），所以悬停的时候真直升机只是整个主旋翼桨盘向右倾斜，而机身保持水平。

顺带提一下，这次汶川救灾的米171上，黄色的附加燃料箱放在机身左侧，也是出于这个考虑。

关于这个问题，大部分直升机教科书和文献都有介绍，但由于着种现象并不是直升机的主要研究问题，而且对真直升机的影响很小，所以往往只做简单的原理解释。

以下摘一段《直升机飞行控制》中的描述：

        “直升机尾桨拉力的大小本来是用来平衡旋翼的反作用力矩的，但是这个拉力还会引起直升机的侧向运动。例如，右旋直升机在悬停时，则尾桨的拉力将使直升机向左移动。此时驾驶员应稍向右压杆使旋翼向右的水平分力与尾桨拉力平衡。”

这说明了真直升机也有倾斜，大家如果有注意，就会发现一些真直升机的尾桨桨盘平面并不是垂直于机身横轴的，而是成一定角度，这是为了当直升机悬停倾斜时尾桨桨盘平面能恰好与地面垂直，发挥最大的抵抗主桨反扭的功效。

找不到适合的图片，用科曼奇来举例：


最后，需要提醒大家注意的是，正如上文多次提到，以上讨论是针对右旋直升机进行的，现在一些西方国家的直升机是左旋的，研究时就要反向了。
附一张各国直升机主旋翼旋转方向的图，（图片摘自《空军之翼》，转载请注明）图上虽然没有中国直升机的方向，不过大家应该都能猜出来，就不讲了。
作者: Suzhoujimmy    时间: 2008-7-8 05:10
领导（中将）先生，

我一直以为是由于主旋翼和尾翼不在一个平面上，对尾观察：尾翼的推力向左，空气推主旋翼的力在圆周平面上作用在主轴只有扭矩，所以主轴在尾翼的作用下会绕主轴和主旋翼平面的交点有运动的趋势，这个力矩的大小等于尾翼的推力*尾轴到大桨夹的投影距离，这就是直升机向右倾斜的原因。

我想象，如果我们的直升机把尾翼的轴心提高到和主旋翼同一个平面的高度，尾轴到大桨夹的投影距离为0，这个力矩就消失了，直升机右倾的现象就应该没有了；

图中尾桨桨盘平面成一定角度的原因是缩短了尾轴到大桨夹的投影距离，就降低了这个扭动主轴右倾的力矩，直升机右倾的程度就降低了，但没有消除；

不是学机械专业的，班门弄斧，不知道对不对，大家讨论。
作者: 老金    时间: 2008-7-8 06:44
直升机倾斜是因为尾桨轴和主翼不在同一平面上
作者: old_ox    时间: 2008-7-8 08:33
直升机倾斜是因为尾桨轴和主翼不在同一平面上
我也认为是这个原因,大家看一些真机,它的尾桨就是一从尾部又抬起来一些,中心点基本和主桨旋转面在一个平面．如果用在模型上有点难，尾管结构复杂了，如果是尾电机还好点，是皮带传动和轴传动都很麻烦的．所以大家也就刻复刻复吧．
作者: starmoon    时间: 2008-7-8 08:44
除了不在一个平面，主要还是尾桨反作用力引起的
作者: rc_fan    时间: 2008-7-8 08:46
标题: 直升机向右倾斜是因为模型直升机没有挥舞铰，无法平衡左右旋转面升力差造成的。
直升机向前运动或者悬停时有迎面气流，左旋转面产生的升力大于右旋转面产生的升力，左右升力差导致机机向右倾斜，一般的真机都有挥舞铰用来平衡这个力，模型直升机没有。
不知道对不对？
作者: 人山    时间: 2008-7-8 09:16
力矩平衡而力不平衡导致倾斜
作者: 卫小星    时间: 2008-7-8 09:25
我的机子它悬停很好,但它有点像右歪(不是飘移)...闷!!
作者: starmoon    时间: 2008-7-8 09:28
原帖由 rc_fan 于 2008-7-8 08:46 发表
直升机向前运动或者悬停时有迎面气流，左旋转面产生的升力大于右旋转面产生的升力，左右升力差导致机机向右倾斜，一般的真机都有挥舞铰用来平衡这个力，模型直升机没有。
不知道对不对？


不对
1. 模型有挥舞铰
2. 不平不是前行时,楼主说的是悬停时
3. 有侧向推力，必须有大奖反分力来平衡
作者: rc_fan    时间: 2008-7-8 09:53
标题: 主要原因是尾推与主桨不在一个平面
尾推侧向力使直升机向右倾。尾桨安装在右边，导致重心偏右也是部分原因。

模型有挥舞铰，没有垂直铰（就是上下摆动那个铰）。

[ 本帖最后由 rc_fan 于 2008-7-10 08:58 编辑 ]
作者: chkecopy    时间: 2008-7-8 10:08
关键就是尾桨和大桨不在同一水平面上,如果能把尾桨升到和大桨同一水平,就不会有侧顷了.
作者: just998    时间: 2008-7-8 10:12
还在讨论这问题???

我以前发过理论贴.,,,有图,,,证明了是:尾桨和主旋翼不在同一水平面上,,,
作者: Edward    时间: 2008-7-8 10:40
直升机悬停时，对各个方向的力矩，是以自身重心作支点来转动的，所以，尾桨中心与全机重心连线只要平行于机身中轴（而不是即使尾桨与主桨不在一个平面上）就不存在纵向力矩使飞机倾斜，但只要尾桨产生推力，就会使直升机向左侧滑，这时必须全机向右倾斜来抵消这个侧滑力。

关于真直升机尾管为什么折起，其实说出来道理很白痴，是因为真直升机为了防止尾桨触地而做的措施，这就是为什么一些尾桨较小（如贝尔407、云雀）和采用函道尾桨（如卡曼奇、EC120）的直升机尾管没有折起的原因。

另外，关于挥舞铰的问题，模型直升机的确有挥舞铰，但是其挠度远大于真直升机（否则3D的时候会把尾管砍掉），所以在悬停时挥舞铰的作用体现不出来。

[ 本帖最后由 Edward 于 2008-7-8 11:01 编辑 ]
作者: THT    时间: 2008-7-8 11:04
倾斜尾桨

直升机重心在旋翼轴后，（正常设计应在前）倾斜尾桨可以产生向上的矢力分量来保证机头平衡

而不是抬头，之所以这样设计是为了降低整机长度，便于运输机空运，

这种设计基本是美国采用

科曼奇也是一样，用涵道是出于隐身考虑
作者: Edward    时间: 2008-7-8 11:14
原帖由 THT 于 2008-7-8 11:04 发表
倾斜尾桨

直升机重心在旋翼轴后，（正常设计应在前）倾斜尾桨可以产生向上的矢力分量来保证机头平衡

而不是抬头，之所以这样设计是为了降低整机长度，便于运输机空运，

这种设计基本是美国采用

科曼 ...

直升机重心的确设计在主轴稍后，但你有没有想过这是为什么？把重心设计靠后，然后再用尾桨补偿，这是不是没事找事吗？

重心靠后的原因是便于直升机向前平飞。重心靠后，直升机就有向后翻转的趋势这时主桨就需要稍微前倾去补偿，而主桨前倾不但产生向前翻转的补偿力矩，还会有向前平移的作用，这样，直升机就能在机身维持水平的情况下前飞。
作者: THT    时间: 2008-7-8 11:29
我已经说过是为了降低整机长度，便于运输机空运．

比如黑鹰就是这种妥协的产物

正常设计重心应在前，这样设计的直升机具有先天的稳定性，

重心在后的前飞时不稳定，如果不是有特别要求，把重心设计在后的设计师，这种白痴还没出现．
作者: Edward    时间: 2008-7-8 11:45
原帖由 THT 于 2008-7-8 11:29 发表
我已经说过是为了降低整机长度，便于运输机空运．

比如黑鹰就是这种妥协的产物

正常设计重心应在前，这样设计的直升机具有先天的稳定性，

重心在后的前飞时不稳定，如果不是有特别要求，把重心设计在后 ...

我不是太明白，重心靠后怎么能降低整机长度？直升机最大的长度来源就是尾管（以旋翼折叠存放时来说）重心靠后意味着尾管必须要长，这样应该是加长了整机长度。

另外，对于直升机来说，重心在前与后并不是稳定性的指标，不要随便用固定翼的理论来套直升机。
作者: THT    时间: 2008-7-8 12:02
标题: 回复 #18 Edward 的帖子
因为低整机长度只有从前机身下手，

这样做的结果必然是后重心．

＂重心靠后意味着尾管必须要长＂我不明白为什么你会有这样的理解．

重心在后，倾斜尾桨和主旋翼正好在两边平衡这个处于＂中间＂的重心

直升机可以设计得更短．

直升机稳定性最重要的指标就是重心的位置．（不是模型）

这个就像超音速飞机机翼必须后掠（或前掠）一样．

目前为止，还没有哪个天才能改变．

另外这个是无数直升机飞出来的实践，而不是什么书本上的理论．
作者: Edward    时间: 2008-7-8 12:14
原帖由 THT 于 2008-7-8 12:02 发表
因为低整机长度只有从前机身下手，

这样做的结果必然是后重心．

＂重心靠后意味着尾管必须要长＂我不明白为什么你会有这样的理解．

重心在后，倾斜尾桨和主旋翼正好在两边平衡这个处于＂中间＂的重心
...

我明白你的意思，你是剁掉前机身来减短长度，我是延长尾管来使重心靠后。

另外，关于稳定性问题，对于直升机而言，研究的是重心高度的问题，因为直升机其实是一架打竖放置的固定翼飞机，当我们研究固定翼飞机重心前后来讨论稳定性的时候，实际上对于直升机就是研究重心的高低。

最后，对于直升机稳定性更直接的研究是对旋头结构的研究，比如常规直升机的多降叶旋头在悬停时就是静不稳定的，而模型直升机的希拉贝尔旋头悬停时则是静稳定的。

[ 本帖最后由 Edward 于 2008-7-8 12:15 编辑 ]
作者: apchi    时间: 2008-7-8 13:43
LZ说的没错，直升机只要有尾浆产生侧推力，不管尾浆安装在哪里，都要靠旋翼旋转面的反方向倾斜来抵消，要不然就会横行，真的直升机一般旋翼都会有一定的右前安装角，使巡航时保持机身水平。
作者: Suzhoujimmy    时间: 2008-7-8 16:10
非常关注这个问题的讨论结果，大家不要偏题，我们的题目是：‘为什么悬停是直升机右倾？’
作者: Edward    时间: 2008-7-8 16:58
原帖由 THT 于 2008-7-8 12:02 发表
因为低整机长度只有从前机身下手，

这样做的结果必然是后重心．

＂重心靠后意味着尾管必须要长＂我不明白为什么你会有这样的理解．

重心在后，倾斜尾桨和主旋翼正好在两边平衡这个处于＂中间＂的重心
...

但是你有没有发现一个问题，所有尾桨倾斜的直升机的尾桨在垂直面上的分量都是向下的，而不是像你说的向上，这样的话不但不能平衡重心，还会进一步使飞机向后翻转。
作者: THT    时间: 2008-7-8 18:07
标题: 回复 #22 Edward 的帖子
你确认你弄清楚了旋转方向和变距位置？

现有几种倾斜尾桨的矢量分力全是向上，向下浪费功率还不如垂直安装．

出了黑鹰，种马．科曼奇外，采用倾斜尾翼的好象没有了．

大多数是垂直安装的，另外安装在垂尾顶端看起来和主旋翼在同一水平位置

是出于起飞和降落的安全考虑，要和地面保持一定距离．

小型机的起降要比大型机限制小，操纵也相对灵活．

因此几乎没有这样设计．


跷跷板式的结构，只要尾桨和旋翼在同一水平，机身就不会产生倾斜

如果不在同一水平上，尾桨产生的力相对主旋翼轴会形成一个力矩．

所以会造成倾斜，这个倾斜和重心的横向位址也有关．

还有其它一些参数也会影响这个结果．
作者: Edward    时间: 2008-7-8 20:14
原帖由 THT 于 2008-7-8 18:07 发表
你确认你弄清楚了旋转方向和变距位置？

现有几种倾斜尾桨的矢量分力全是向上，向下浪费功率还不如垂直安装．

出了黑鹰，种马．科曼奇外，采用倾斜尾翼的好象没有了．

大多数是垂直安装的，另外安装在垂 ...

我对尾桨倾斜理解是当直升机悬停倾斜时，尾桨平面恰好能与地面垂直，发挥最大作用。
至于有的直升机尾桨倾斜，有的不倾斜，主要视乎悬停时的倾斜角度决定。
作者: THT    时间: 2008-7-8 20:44
标题: 回复 #24 Edward 的帖子
囧啊！

科技并不因为你个人的理解而改变！
作者: Edward    时间: 2008-7-8 21:08
原帖由 THT 于 2008-7-8 20:44 发表
囧啊！

科技并不因为你个人的理解而改变！

所以我说是我的理解，因为我暂时没有看到有关于尾桨倾斜的理论材料。
但是关于悬停倾斜的问题，基本上所有直升飞机的教材或文献都有论述（篇幅肯定很少，但是肯定有说）。

以下摘一段《直升机飞行控制》中的描述：

        直升机尾桨拉力的大小本来是用来平衡旋翼的反作用力矩的，但是这个拉力还会引起直升机的侧向运动。例如，右旋直升机在悬停时，则尾桨的拉力将使直升机向左移动。此时驾驶员应稍向右压杆使旋翼向右的水平分力与尾桨拉力平衡。
作者: 天涯明月刀    时间: 2008-7-8 21:32
学习了！
作者: THT    时间: 2008-7-8 23:48
标题: 回复 #26 Edward 的帖子
我只能说关于直升机的著作你还是看欧美国家出版的吧

这本书让人走火入魔啊！
作者: starmoon    时间: 2008-7-8 23:54
不是桨斜就是机身斜，总要斜的，要不然就没有反作力抵消尾桨的侧向推力
作者: Edward    时间: 2008-7-9 00:02
原帖由 THT 于 2008-7-8 23:48 发表
我只能说关于直升机的著作你还是看欧美国家出版的吧

这本书让人走火入魔啊！

欧美的难弄啊，我还是千辛万苦才托人从米国带回来两本原版的涡喷书，将就着看看中文吧。
作者: $$$$$$$$    时间: 2008-7-9 13:27
就机身为什么要倾斜，我说两句


学过理论力学的都知道一个简单的定理：力偶矩只能用力偶矩来平衡，用单独的一个力是不能平衡一个力偶矩的。

如果机身或大将旋转面不倾斜的话，只靠尾桨的一个推力，是不能平衡的，  要平衡就要靠大桨产生的拉力能在垂直于铅垂线并且与尾桨推力方向相反的方向上有分力，这个分力于尾桨推力组成一力偶矩，这个力偶矩平衡了大桨对机身的反扭矩，  而有分力必须机身倾斜或者桨盘倾斜！

个人认为：这个与尾桨的横轴与大桨盘是否在一个平面上没有直接关系！


另外   我很认同楼主的说法。
作者: divinghere    时间: 2008-7-9 15:50
讨论的很热闹,长知识!
作者: Edward    时间: 2008-7-10 01:21
1楼加了一张各国直升机主旋翼旋转方向的图片供大家参考。
作者: 三木大叔    时间: 2008-7-10 08:41
标题: 有没有办法克服右倾？
学习了。我特想知道的是：我的WING，悬停时右倾比较严重，除了LZ说的以外还有没有其他办法克服右倾，使它保持水平？

[ 本帖最后由 三木大叔 于 2008-7-10 08:45 编辑 ]
作者: starmoon    时间: 2008-7-10 09:54
有办法，

1. 再加个“前杆”和“前奖”，产生对称的反扭力。

如果 1 不行就
2. 改变主轴安装角度，使得和机身有小夹角
作者: Edward    时间: 2008-7-10 11:01
原帖由 三木大叔 于 2008-7-10 08:41 发表
学习了。我特想知道的是：我的WING，悬停时右倾比较严重，除了LZ说的以外还有没有其他办法克服右倾，使它保持水平？

倾斜其实对飞行没有什么影响，只是在起降的时候会因为两边脚架不同时接地而有侧翻的危险。我只是在脚架左边与飞机接合处垫了几块垫片，使飞机倾斜的情况下也能双脚同时接地。
如果实在觉得倾斜比较严重，可以想办法加长尾管，或者如果你不飞3D的话，可以先用较软的横轴胶圈。
作者: 三木大叔    时间: 2008-7-10 11:23
我观察我的JJ比其他的右倾严重，是不是用外丝横轴把横轴的螺丝拧的太紧了，致使胶圈变硬？松了一下外丝横轴的螺丝，右倾有所改善。外丝横轴也有缺点啊，原来没想到会有这个问题。

[ 本帖最后由 三木大叔 于 2008-7-10 11:43 编辑 ]
作者: Edward    时间: 2008-7-10 11:58
原帖由 三木大叔 于 2008-7-10 11:23 发表
我观察我的JJ比其他的右倾严重，是不是用外丝横轴把横轴的螺丝拧的太紧了，致使胶圈变硬？松了一下外丝横轴的螺丝，右倾有所改善。外丝横轴也有缺点啊，原来没想到会有这个问题。

千万不能因为想降低胶圈紧度就松横轴的螺丝！！！！这是极其危险的，极有可能导致射桨！！！
正确的做法是使用薄一点的胶圈垫片（亚拓的机有，维英没飞过不知道）或者直接更换软一点的胶圈。
作者: 三木大叔    时间: 2008-7-10 12:15
谢谢Edward 提醒。
作者: 三木大叔    时间: 2008-7-10 12:41
35楼的两个办法都比较难实现。特别是第一个，可以改写直机的历史。第二个办法难在精度，那么小的夹角，又要两个轴承同心，轴承座和侧板的精度很难达到要求啊。

[ 本帖最后由 三木大叔 于 2008-7-10 12:49 编辑 ]
作者: starmoon    时间: 2008-7-10 15:25
真机就用的2，除了右(左)侧，还有一定的前侧
作者: 钱北北    时间: 2008-7-10 16:02
这个讨论很有必要
作者: 飞行机器    时间: 2008-7-10 17:37
标题: 来学习
作者: gale    时间: 2008-7-10 17:58
非常赞同楼主，原来的陀螺论我怎么也想不明白，LZ这么一说，一语惊醒梦中人啊，确实，在飞机尾巴加一个推力，除了平衡旋转，自然会产生漂移啦

支持楼主！
作者: xuzhaohuatom    时间: 2008-7-11 00:15
似乎lz和tht都是专业人士啊，关于这个主题，我赞同lz的说法
作者: dddddddbla    时间: 2008-7-11 10:17
理伦课啊，大家一起可以做架真正的直机了。。。
作者: 三木大叔    时间: 2008-7-12 21:22
如果把尾桨放到左面，对机体倾斜会有什么影响？
作者: Edward    时间: 2008-7-12 21:44
原帖由 三木大叔 于 2008-7-12 21:22 发表
如果把尾桨放到左面，对机体倾斜会有什么影响？

无论把尾桨放在哪边，对于右旋直升机，尾桨气流肯定是从左到右地流动。
如果把尾桨放在左边，由于尾桨排出的气流有尾管阻挡，只会使尾桨效率下降。
作者: kiki_sdj    时间: 2008-7-12 22:20
原帖由 三木大叔 于 2008-7-10 08:41 发表
学习了。我特想知道的是：我的WING，悬停时右倾比较严重，除了LZ说的以外还有没有其他办法克服右倾，使它保持水平？


可以尝试将尾巴向上倾斜一点把右倾的的力分解掉一点。
作者: sharker    时间: 2008-7-12 22:48
把遥控器副翼ROLL的微调向左调一些，就可以克服直升机悬停时右倾了吧。
作者: 三木大叔    时间: 2008-7-12 22:49
实践证明，我的WING比大多数飞机右倾严重是由于外丝横轴拧的过紧。内丝横轴，紧度是固定的，拧到底也不会使胶圈受到太大的压力。而外丝横轴两边的螺纹留有余地，如果紧度掌握不好就会对胶圈形成大的压力，使胶圈变硬，导致右倾加剧。
作者: Edward    时间: 2008-7-13 00:14
原帖由 三木大叔 于 2008-7-12 22:49 发表
实践证明，我的WING比大多数飞机右倾严重是由于外丝横轴拧的过紧。内丝横轴，紧度是固定的，拧到底也不会使胶圈受到太大的压力。而外丝横轴两边的螺纹留有余地，如果紧度掌握不好就会对胶圈形成大的压力，使胶圈 ...

这个现象很好的证明了挥舞铰的作用，不过话说回来，如果胶圈太软，飞3D动作就会有剁尾的危险，这个度要自己掌握，另外重申的就是，无论内丝外丝，切记不能太松，切记加螺丝胶，否则会有射桨的危险。
作者: Edward    时间: 2008-7-13 00:16
原帖由 sharker 于 2008-7-12 22:48 发表
把遥控器副翼ROLL的微调向左调一些，就可以克服直升机悬停时右倾了吧。

看来你还没有理解，无论把roll向向左还是向右调，飞机始终需要向右倾斜来平衡尾桨推力。
作者: sharker    时间: 2008-7-13 00:38
原帖由 Edward 于 2008-7-13 00:16 发表

看来你还没有理解，无论把roll向向左还是向右调，飞机始终需要向右倾斜来平衡尾桨推力。


ROLL是控制主旋翼左右倾斜的啊
作者: Edward    时间: 2008-7-13 00:59
原帖由 sharker 于 2008-7-13 00:38 发表


ROLL是控制主旋翼左右倾斜的啊

直升机的任何控制都不会使主旋翼倾斜。Roll是叫横滚，是两只旋翼螺距变化使飞机倾斜，不是主旋翼倾斜。
作者: hydefee    时间: 2008-7-13 11:32
就当有点风好了啊
作者: feiji3    时间: 2008-7-13 17:14
同意楼主  个人认为 尾桨在抵消主浆力矩时   飞机动力臂和阻力臂 支点 不是固定的 尾桨在抵消主浆的同时也会推动支点（整机可以看作支点）
作者: sharker    时间: 2008-7-13 19:29
原帖由 Edward 于 2008-7-13 00:59 发表

直升机的任何控制都不会使主旋翼倾斜。Roll是叫横滚，是两只旋翼螺距变化使飞机倾斜，不是主旋翼倾斜。


个人理解：直升机的旋翼有一定的桡性，改变倾斜盘的倾斜角度，周期性改变旋翼的螺距，可以改变旋翼所产生升力的大小，而使旋翼的旋转面发生一定角度的倾斜，进一步带动直升机机身的倾斜。ROLL和PITCH是周期距控制的两个方向。

[ 本帖最后由 sharker 于 2008-7-13 19:50 编辑 ]
作者: 1717317173    时间: 2008-7-13 20:33
受力分析一下就知道了 力平横和力距平横
作者: Edward    时间: 2008-7-13 22:29
原帖由 sharker 于 2008-7-13 19:29 发表


个人理解：直升机的旋翼有一定的桡性，改变倾斜盘的倾斜角度，周期性改变旋翼的螺距，可以改变旋翼所产生升力的大小，而使旋翼的旋转面发生一定角度的倾斜，进一步带动直升机机身的倾斜。ROLL和PITCH是周期 ...

你说的都没错，不过调整Roll只能使飞机在没有人为操纵下也向右倾斜，不能使飞机不倾斜。
作者: xuzhaohuatom    时间: 2008-7-13 22:33
尾桨倾斜会使方向和俯仰操纵耦合，对模型来说没必要倾斜，真机倾斜尾桨主要是为了改善纵向稳定性
作者: bearbear1776    时间: 2008-7-14 01:46
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: yys97    时间: 2008-7-16 22:53
支持楼主观点。
作者: 文哥仔    时间: 2008-7-20 21:41
太复杂了
作者: wangjing    时间: 2008-7-20 22:21
飞行机器网上有种把尾管改成向上倾斜的机构，达到与大桨在同一平面，应该可以平衡机身，不过效率降低了
作者: starmoon    时间: 2008-7-21 08:19
也不能平衡，稍减少了一点点扭力
作者: Edward    时间: 2008-7-22 18:31
原帖由 直生几 于 2008-7-22 14:18 发表
关键就是尾桨和大桨不在同一水平面上,如果能把尾桨升到和大桨同一水平,就不会有侧顷了.

LS请说明原因，最好能像本贴那样详细分析。
作者: Edward    时间: 2008-7-22 21:14
原帖由 直生几 于 2008-7-22 20:34 发表
领导（中将）先生，

我一直以为是由于主旋翼和尾翼不在一个平面上，对尾观察：尾翼的推力向左，空气推主旋翼的力在圆周平面上作用在主轴只有扭矩，所以主轴在尾翼的作用下会绕主轴和主旋翼平面的交点有运动的 ...

首先，旋翼只产生向上的升力，当有横向的力推动它的时候，由于两个力夹角为90度，所以两个力互不相关，而旋翼不是固定在空间的一个点上的，它在水平方向是可以移动的，这就是说如果旋翼受到横向力的作用（如尾桨向左的推力），它会整体平移，而不是倾斜。

然后，由于悬停时直升机是静止状态，所有力和力矩平衡于重心，所以如果直升机在悬停时有摆动，那么都是以直升机重心为支点的，而不是主轴和桨平面的交点，实际上，直升机的重心位置基本都是设计在主轴与尾管的交点上，所以不存在你说的情况。
作者: Edward    时间: 2008-7-22 21:39
原帖由 温州飞跃俱乐部 于 2008-7-22 21:18 发表
直升机倾斜是因为尾桨轴和主翼不在同一平面上

又一个标题党……

麻烦写标题以后再添加正文。

我觉得实践是检验真理的唯一标准，大家可以试试，装了那个曲拐到底有没有用。
作者: wangjing    时间: 2008-7-22 22:04
lz这点说得对，实践、实践、实践，请试过曲管得说说。
作者: wangjing    时间: 2008-7-22 22:06
实践之前还是支持“直升机倾斜是因为尾桨轴和主翼不在同一平面上”观点
作者: Suzhoujimmy    时间: 2008-7-22 22:06
原帖由 直生几 于 2008-7-22 20:34 发表
领导（中将）先生，

我一直以为是由于主旋翼和尾翼不在一个平面上，对尾观察：尾翼的推力向左，空气推主旋翼的力在圆周平面上作用在主轴只有扭矩，所以主轴在尾翼的作用下会绕主轴和主旋翼平面的交点有运动的 ...



非常眼熟，我在沙发上就是这样写的，难道先生和我的看法100%相同？

引用请注明出处，好像这也是劳动。
作者: Edward    时间: 2008-7-22 22:24
上面回帖太多，没办法，把我对Suzhoujimmy 和直生几的看法在重申一下：
原帖由 直生几 于 2008-7-22 20:34 发表
领导（中将）先生，

我一直以为是由于主旋翼和尾翼不在一个平面上，对尾观察：尾翼的推力向左，空气推主旋翼的力在圆周平面上作用在主轴只有扭矩，所以主轴在尾翼的作用下会绕主轴和主旋翼平面的交点有运动的 ...


首先，旋翼只产生向上的升力，当有横向的力推动它的时候，由于两个力夹角为90度，所以两个力互不相关，而旋翼不是固定在空间的一个点上的，它在水平方向是可以移动的，这就是说如果旋翼受到横向力的作用（如尾桨向左的推力），它会整体平移，而不是倾斜。

然后，由于悬停时直升机是静止状态，所有力和力矩平衡于重心，所以如果直升机在悬停时有摆动，那么都是以直升机重心为支点的，而不是主轴和桨平面的交点，实际上，直升机的重心位置基本都是设计在主轴与尾管的交点上，所以不存在你说的情况。

[ 本帖最后由 Edward 于 2008-7-22 22:25 编辑 ]
作者: Suzhoujimmy    时间: 2008-7-22 22:29
原帖由 Edward 于 2008-7-22 21:14 发表

首先，旋翼只产生向上的升力，当有横向的力推动它的时候，由于两个力夹角为90度，所以两个力互不相关，而旋翼不是固定在空间的一个点上的，它在水平方向是可以移动的，这就是说如果旋翼受到横向力的作用（如尾桨向左的推力），它会整体平移，而不是倾斜。
!u9I*S0B5]'~&j5iMX.com 我爱模型 玩家论坛
/A(_7z3p*n/Y![3P*y然后，由于悬停时直升机是静止状态，所有力和力矩平衡于重心，所以如果直升机在悬停时有摆动，那么都是以直升机重心为支点的，而不是主轴和桨平面的交点，实际上，直升机的重心位置基本都是设计在主轴与尾管的交点上，所以不存在你说的情况。



我还是想和领导（中将）先生探讨：
我讲清楚了没有？
作者: starmoon    时间: 2008-7-22 22:42
楼上的理解是错的，edward的解释是对的，符合力学分解原理的
作者: Edward    时间: 2008-7-22 23:49
原帖由 Suzhoujimmy 于 2008-7-22 22:29 发表



我还是想和领导（中将）先生探讨：
首先，旋翼只产生向上的升力，当有横向的力推动它的时候，由于两个力夹角为90度，所以两个力互不相关，而旋翼不是固定在空间的一个点上的，它在水平方向是可以移动 ...

首先，你对陀螺效应的理解就已经错了，陀螺效应所具有的是空间定轴（指向）性，而不是空间定位（点）性。主旋翼旋转所带来的陀螺效应是使主轴的指向不变，而不是使主轴的位置不变，所以主轴在受到横向力的时候，是会保持原来的指向的同时产生平移，而不是摆动。

然后，关于“打不死”的问题，“打不死”倾斜是由于旋转速度逐渐降低而产生的进动，当抽打它以后，转速恢复，所以又重新指向原来的位置。这个效应是用来解释直升机转速不足时为什么不稳定的，对机身倾斜没有意义。
作者: sharker    时间: 2008-7-24 15:06
原帖由 Edward 于 2008-7-8 01:40 发表
关于直升机悬停时向右倾斜的问题，众说纷纭，有“地面效应论”，有“陀螺仪论”，还有“倾斜盘论”和“重心论”。现在就我所知，结合理论与实际，简单说明一下直升机悬停倾斜的原因。

直升机悬停倾斜是由于尾 ...


楼主的理解有误。直升机悬停时向右倾斜的原因是：直升机悬停时，尾桨轴线通常不在旋翼的旋转平面内，而使得尾桨推力和主旋翼倾斜产生的侧向拉力形成侧向力矩，为平衡这个侧向力矩，直升机就得向右倾斜。

下面是有关直升机平飞时的受力分析，直升机悬停时的受力与此类似，只不过悬停时旋翼不会产生向前的拉力。

真实直升机的飞行原理

平飞时力的平衡
　　相对于速度轴系平飞时，作用在直升机上的力主要有旋空拉力T，全机重力 G，机体的废阻力 X身及尾桨推力T尾。前飞时速度轴系选取的原则是： X铀指向飞行速度V方向； Y轴垂直于X轴向上为正，2轴按右手法则确定。保持直升机等速直线平飞的力的平衡条件为(参见图2．1—43) 。


平飞时力的平衡
X轴：T2=X身
Y轴： T1=G
Z轴：T3约等于T尾
　　其中 Tl， T2， T3分别为旋翼拉力在 X， Y，Z三个方向的分量。对于单旋翼带尾桨直升机，由于尾桨轴线通常不在旋翼的旋转平面内，为保持侧向力矩 平衡，直升机稍带坡度角 r，故尾桨推力与水平面之间的夹角为 y，T尾与T3方向不完全 一致，因为 y角很小，即cosr约等于1，故Z向力采用近似等号。
作者: zxr5737436    时间: 2008-7-24 16:13
蛮好的帖学习了
作者: starmoon    时间: 2008-7-24 16:44
77楼的同学理解也是错误的，图是对的，不过你没有看清他说的意思
作者: Edward    时间: 2008-7-24 18:28
原帖由 sharker 于 2008-7-24 15:06 发表


楼主的理解有误。直升机悬停时向右倾斜的原因是：直升机悬停时，尾桨轴线通常不在旋翼的旋转平面内，而使得尾桨推力和主旋翼倾斜产生的侧向拉力形成侧向力矩，为平衡这个侧向力矩，直升机就得向右倾斜。

...

你自己贴个图自己都还没搞清楚这个图是说什么的！
第一个图是说直升机是怎么前飞的，就不管它，说说第二个图。
第二个图是说尾桨产生向右的推力T尾，此时大桨要向左倾斜产生T3的分量与T尾平衡。这里没有讨论T尾和T3之间的力矩。
我再重申的就是直升机悬停的时候个力矩都是平衡与重心的，所以只要尾桨的推力在正投影上是通过重心的，就不会在纵轴上产生力矩，所以，大桨要平衡的不是尾桨产生的力矩，而是尾桨的推力。
作者: zl1850    时间: 2008-7-24 19:16
学习了
作者: xuzhaohuatom    时间: 2008-7-24 19:23
如此简单的静力学分析竟然搞了这么久，平衡时要满足合力为0和合力矩为0 ，大家自己画个图看看不就全ok了
作者: kgbalfa    时间: 2008-7-24 19:40
哈哈 科曼奇下课了
作者: sharker    时间: 2008-7-24 19:40
原帖由 Edward 于 2008-7-24 18:28 发表 你自己贴个图自己都还没搞清楚这个图是说什么的！第一个图是说直升机是怎么前飞的，就不管它，说说第二个图。第二个图是说尾桨产生向右的推力T尾，此时大桨要向左倾斜产生T3的分量与T尾平衡。这里没有讨论 ...


呵呵，第二个图是从直升机正面看直升机的受力图，这个图和直升机悬停时的受力状况是一样的。
从第二个受力图看，显然T3跟T尾形成一个绕机身Z轴顺时针旋转的力矩。机身的右倾就是为了平衡这个力矩。
对于任何一个静止或做匀速直线运动的物体，也就是受力平衡的物体，其所受的外力和外力矩在任何一点都是平衡的，并不是只在重心点上平衡。
大桨要平衡的不是尾桨产生的力矩，没错。机身右倾才是为了平衡尾桨产生的力矩。
作者: Edward    时间: 2008-7-24 20:41
原帖由 sharker 于 2008-7-24 19:40 发表


呵呵，第二个图是从直升机正面看直升机的受力图，这个图和直升机悬停时的受力状况是一样的。
从第二个受力图看，显然T3跟T尾形成一个绕机身Z轴顺时针旋转的力矩。机身的右倾就是为了平衡这个力矩。
对于任 ...

请问T3是用来做什么的？如果像你所说T3与T尾产生力矩的话，那么无论直升机如何倾斜也无法使T3和T尾的力矩为零，这样，最后直升机就会侧翻。
另外要搞清楚的问题是，直升机实际上是悬浮在空中的，没有任何支点，那么如果在其底部施加一个横向力，它会怎样运动呢？

[ 本帖最后由 Edward 于 2008-7-24 21:05 编辑 ]
作者: sharker    时间: 2008-7-24 21:20
原帖由 Edward 于 2008-7-24 20:41 发表

请问T3是用来做什么的？如果像你所说T3与T尾产生力矩的话，那么无论直升机如何倾斜也无法使T3和T尾的力矩为零，这样，最后直升机就会侧翻。
另外要搞清楚的问题是，直升机实际上是悬浮在空中的，没有任何支点 ...


T3是用来与T尾平衡的力。物体要达到静止平衡状态，不但要其所受的外力平衡，而且要使其所受的外力矩也平衡，即其所受的外力合力为零，其所受的合外力矩也为零，如果其所受的外力矩不为零的话，物体必然发生转动。直升机倾斜使直升机重心右移，从而使直升机所受的重力跟主旋翼产生的垂直拉力不在同一条垂线上，这样直升机所受的重力跟主旋翼产生的垂直拉力就形成一个绕机身Z轴反时针旋转的力矩，这个力矩刚好与T3跟T尾所产生的绕机身Z轴顺时针旋转的力矩平衡。
作者: Edward    时间: 2008-7-24 23:05
原帖由 sharker 于 2008-7-24 21:20 发表


T3是用来与T尾平衡的力。物体要达到静止平衡状态，不但要其所受的外力平衡，而且要使其所受的外力矩也平衡，即其所受的外力合力为零，其所受的合外力矩也为零，如果其所受的外力矩不为零的话，物体必然发生 ...

你自己想一下吧，T3和T尾的力矩是同向的，都是使飞机向右倾斜的，怎么能平衡呢？另外，直升机是悬浮在空中的，没有支点，那么你凭什么说如果直升机倾斜重心就一定移动呢？你所说的“直升机倾斜使直升机重心右移”，完全是基于直升机倾斜时支点在重心的上面这个假设，请问如何证明这个假设？如果直升机倾斜时的支点在重心下面，那么机身岂不是要向左倾斜？
作者: THT    时间: 2008-7-24 23:08
Edward    sharker  你们两个实际上连T3是怎么产生的都没弄清楚

那个力的产生是由于速度差引起的挥舞，造成旋翼面的矢量分力

和尾桨 ，平衡机身的什么完全没关系。
作者: Edward    时间: 2008-7-24 23:19
原帖由 THT 于 2008-7-24 23:08 发表
Edward    sharker  你们两个实际上连T3是怎么产生的都没弄清楚

那个力的产生是由于速度差引起的挥舞，造成旋翼面的矢量分力

和尾桨 ，平衡机身的什么完全没关系。

你说的也是错的，这个角度学名叫“侧倒角”，是直升机前飞的时候由于大桨在桨盘前后的迎角不同所由于造成的，不是速度差的原因。速度差所产生的是“后倒”。

而且现在是讨论悬停，不存在前飞时产生侧倒的原因。
作者: sharker    时间: 2008-7-24 23:38
原帖由 Edward 于 2008-7-24 23:05 发表

你自己想一下吧，T3和T尾的力矩是同向的，都是使飞机向右倾斜的，怎么能平衡呢？另外，直升机是悬浮在空中的，没有支点，那么你凭什么说如果直升机倾斜重心就一定移动呢？你所说的“直升机倾斜使直升机重心右 ...


呵呵，我说的机身右倾是站在从机尾方向向机头飞行看，如果是从机头方向向机尾方向看就是向左倾。在第2张图中就是机身歪向左边，即直升机重心左移，这是从机头方向向机尾方向看，也就是对头飞行时的左边，在对尾飞行时就是右边了。飞直升机模型时，一般是对尾飞行的时间多,所以说是右倾。有不平衡的外力矩，物体就会发生旋转，这跟支点没有多大关系，直升机悬浮在空气中，其所受外力力来自于空气动力和地球引力。
重心移动是相对于桨縠中心点，桨縠中心点是旋翼产生升力的合力T的作用点。

[ 本帖最后由 sharker 于 2008-7-24 23:39 编辑 ]
作者: epc    时间: 2008-7-25 01:03
原帖由 just998 于 2008-7-8 10:12 发表
还在讨论这问题???

我以前发过理论贴.,,,有图,,,证明了是:尾桨和主旋翼不在同一水平面上,,,


不管在不在一个平面， 主旋翼一定要向左或者右倾斜产生分立平衡尾旋翼产生的推力。

While the helicopter was hovering, the tail rotor was producing thrustwhich not only prevents the helicopter from spinning due to torque, butalso has the useless side effect of trying to push the helicoptersideways. This is called translating tendancy. This is opposed bytilting the main rotor to the left, providing equal and opposite thrust.

[ 本帖最后由 epc 于 2008-7-25 01:15 编辑 ]
作者: starmoon    时间: 2008-7-25 08:10
楼上摘抄的是正解
作者: epc    时间: 2008-7-25 09:21
这个是典型的教科书。 这个问题本身应该没有什么悬念吧。 不过帖子跑题讨论的其他项目倒是蛮有意思。

建议大家看点直升机飞行员的教程，对一些理论理解有帮助。自己凭空想总是有出入的。 且直升机飞行员教程比较贴近实际，对于一些机动和普通现象解释和对应策略都比较细腻。

有很多建议和不建议的做法，一般都很清楚，比如在引擎失效的情况下着陆，着陆的注意事项啊之类的，如何用rudder平衡转速，教科书式的减速，悬停，前飞，转向是如何。。。。。。 都很受用。

虽然模型的旋翼-陀螺系统能作出实体机做不到的花式，不过用最小的机体受力作出相同的动作，读读飞行员教科书还是挺有用 哈哈
作者: starmoon    时间: 2008-7-25 11:31
楼上推荐一个看看吧，只看过科普型的，没有看过真正教材的

最好有电子版下载的
作者: THT    时间: 2008-7-25 11:38
原帖由 Edward 于 2008-7-24 23:19 发表

你说的也是错的，这个角度学名叫“侧倒角”，是直升机前飞的时候由于大桨在桨盘前后的迎角不同所由于造成的，不是速度差的原因。速度差所产生的是“后倒”。

而且现在是讨论悬停，不存在前飞时产生侧倒的原因。

   

既然速度差产生的是＂后倒＂

请问这直升机是在前飞啊还是后退，

我确实没说清楚，那个力是这两个原因产生的


那幅图是前飞状态．

[ 本帖最后由 THT 于 2008-7-25 11:45 编辑 ]
作者: THT    时间: 2008-7-25 12:14
桨盘要倾斜一定角度来平衡尾桨，保持机身不倾斜

但倾斜尾桨并不是要来平衡机身倾斜．
作者: fakir    时间: 2008-7-25 15:12
这才是真正的技术贴!
作者: Suzhoujimmy    时间: 2008-7-25 15:27
原帖由 starmoon 于 2008-7-25 08:10 发表
楼上摘抄的是正解


我看了你的不少帖子，大多是评价，先生是做裁判工作的？

亮亮你的观点，我感觉你的理解应该是比较全面的，大家需要一个总结性的发言。
作者: Edward    时间: 2008-7-25 18:30
原帖由 sharker 于 2008-7-24 23:38 发表


呵呵，我说的机身右倾是站在从机尾方向向机头飞行看，如果是从机头方向向机尾方向看就是向左倾。在第2张图中就是机身歪向左边，即直升机重心左移，这是从机头方向向机尾方向看，也就是对头飞行时的左边，在 ...

机身向左倾斜就说明重心向左移动这本身就是错误的。我之所以要讨论支点的问题就是要指出你的错误。机身向左倾斜有3种情况：

1，支点在重心下面，这时重心会向左移动。

2，支点在重心，这时重心不会移动。

3，支点在重心上面，这时重心会向右移动。

另外，别忘记旋翼是个大陀螺，陀螺效应会造成两个结果：

1，定轴性，主轴受到横向力时指向不会改变，所以尾桨无论在什么位置施加这个推力，都只能使直升机平移。
建议你做个试验，就是悬停时侧向推动直升机脚架，按你的理解，由于脚架的位置远低于旋翼，那么直升机应该倾斜，但实际上直升机是平移。

2，控制方位角提前性，大家看看自己的直升机就会知道，要直升机前飞，是要使主旋翼左右升力不对称，这就是说，旋翼倾斜方向，总是和外加力矩成90度的。这样一来，T3和T尾所产生的力矩，并不是使飞机向右倾斜，而是向前倾斜。
作者: Edward    时间: 2008-7-25 18:33
原帖由 THT 于 2008-7-25 11:38 发表

   

既然速度差产生的是＂后倒＂

请问这直升机是在前飞啊还是后退，

我确实没说清楚，那个力是这两个原因产生的


那幅图是前飞状态．

这个帖子是讨论直升机悬停向右倾斜问题，如果你对前飞时主旋翼的挥舞方式感兴趣，建议你参考《直升机飞行控制》——国防工业出版社 第17到20页。
如果大家对这方面比较有兴趣，我也可以再开帖子讲解。



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